Xiuhcóatl, la supercomputadora híbrida de alta velocidad

Xiuhcóatl, que significa serpiente de fuego para los aztecas, da nombre a una de las pocas supercomputadoras que existen en México, la cual permite a los investigadores reducir a semanas los cálculos que en una computadora normal les llevaría meses.

El coordinador de la Coordinación General de Servicios de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (CGSTIC), Mariano Gamboa Zúñiga, explicó que la supercomputadora optimiza cualquier proceso de operaciones, mediante el uso de miles de computadoras conectadas en un sólo clúster.

“Si tengo un modelo que necesito hacer, una gran cantidad de operaciones, y lo hago con una computadora normal, igual y ese cálculo me lleva cuatro meses”, ejemplificó.

“Pero si yo pongo dos computadoras, tres, cuatro, 10, mil en paralelo, puedo reducir a semanas; entonces, el procesamiento en paralélelo nos permite desarrollar proyectos muy complejos que con una sola computadora nos llevaría mucho tiempo”.

Xiuhcóatl es de gran utilidad para los investigadores de distintas especialidades, ya que en ella han podido desarrollar proyectos que van desde las estructuras para nuevos dispositivos electrónicos, hasta el efecto de la absorción de metales pesados en las células nerviosas como el Alzheimer.

Aprovechamiento nacional

Las supercomputadoras trabajan por medio de operaciones de punto flotante por segundo (teraflop). La Serpiente de Fuego –gracias a su sistema hibrido, esto es, tres diferentes tipos de procesadores (Intel, AMD, GPU)– muestra un rendimiento teórico de 252 teraflops.

Entre la comunidad del Cinvestav, el supercómputo ha tenido un impacto importante en la formación de recursos humanos de maestría, doctorado y en la publicación de artículos científicos.

“Le damos servicio a alrededor de 55 profesores, un poco más de 230 alumnos de maestría y doctorado, se han publicado más de 100 artículos en revistas”, detalló el coordinador de la CGSTIC.

El clúster hibrido asiste a las ocho unidades y departamentos del Cinvestav en el país. “Tenemos usuarios de las unidades de Irapuato, Guadalajara, Tamaulipas, Monterrey y Zacatenco; se les asigna una cuenta, un password, y desde su lugar de trabajo ingresan a la supercomputadora”.

Gamboa Zúñiga indicó que en la CGSTIC se han hecho varios proyectos de alto impacto para la sociedad a través de la supercomputadora, como la plataforma de la Universidad a Distancia de la Ciudad de México, que atendió a cerca de 75 mil estudiantes en 66 países.

También, Xiuhcóatl alojó el sistema de la prepa en línea con los 85 mil estudiantes de las 32 entidades; además se gestó un modelo para poder integrar expedientes clínicos.

Pionera

El Cinvestav lanzó la primer supercomputadora híbrida de México y América Latina en febrero de 2012, con un rendimiento teórico inicial de 40 teraflops. “No había ningún clúster híbrido en México ni en América Latina ni el mundo, al menos que nosotros supiéramos”, indicó Gamboa Zúñiga.

“Nosotros pensamos que el futuro eran los clúster híbridos, actualmente esa es la tendencia, una mezcla de CUP´S y GPU´S”, agregó el experto.

El tiempo estimado de vida de una supercomputadora es de cuatro años, por ello Gamboa Zúñiga, desde un principio, tuvo la visión de mantener en todo momento actualizada a la Serpiente de Fuego, que en la actualidad trabaja a 252 teraflops.

“Nosotros la hemos estado renovando, empezamos en el 2012, en 2014 adquirimos más equipo y en 2015 fortalecimos la infraestructura del clúster. Este año queremos incrementar, pensamos alcanzar alrededor de 350 teraflops”.

Xiuhcóatl es parte del Laboratorio Nacional de Cómputo de Alto Desempeño (LANCAD), formado por la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) con el clúster Miztli y la Universidad Autónoma Metropolitana, unidad Iztapalapa (UAM) con el Yoltla.

Todas en conjunto integran la Delta Metropolitana de supercómputo, conectadas por una red de fibra óptica a través del Sistema de transporte Colectivo (STC) Metro.

“La idea es que las tres instituciones, al tener sus nodos robustos de supercómputo, aportaran una cierta cantidad de núcleos, para atender las necesidades de los investigadores”.

Alojamiento del clúster

Esta supercomputadora se encuentra en el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) del IPN, en Zacatenco, al norte de la Ciudad de México, en un área restringida de 140 metros cuadrados, sólo se puede ingresar a ella por medio de huella digital.

El cuarto se encuentra acondicionado con una planta de emergencia eléctrica, cuatro sistemas de enfriamiento y humidificación, equipos de reciclaje del aire acondicionado, 10 sensores de detección y extinción de incendios, entre otros, a fin de mantenerla en óptimas condiciones.

DN/I